MySQL 的逻辑结构

先看看 MySQL 逻辑结构图吧
MySQL 逻辑结构图

连接管理与安全性

每个客户端连接都会在服务器进程中拥有一个线程，这个连接的查询只会在这个单独的线程中执行，该线程只能轮流在某个 CPU 核心或 CPU 中运行，服务器会负责缓存线程，因此不需要为每一个新建的连接创建或销毁线程

优化与执行

  1. MySQL 会解析查询，并创建内部数据结构（解析树），然后对其进行各种优化、包括重写查询、决定表的读取顺序，以及选择合适的索引等。
  2. 优化器并不关心表使用的是什么存储引擎，但存储引擎对于优化查询是有影响的。

并发控制

每种 MySQL 存储引擎都可以实现自己的锁策略和锁粒度。

读写锁

  1. 共享锁（shared lock），也称为读锁（read lock）。读锁是共享的，或者说是项目不阻塞的。多个客户在同一时刻可以同时读取同一个资源。
  2. 排他锁（exclusive lock），也称为写锁（write lock）。写锁则是排他的，一个写锁会阻塞其他的写锁和读锁。

锁粒度

一种提高共享资源并发性的方式就是让锁定对象更有选择性。尽量修改部分数据，而不是所所有资源。更理想的方式是，只队会修改的数据片进行精确的锁定。任何时候在给定的资源上，锁定的数据量越少，则系统的并发程度更高，只要相互之间不发生冲突。

锁策略

锁策略就是在开销和安全性之间寻求平衡 ，这种平衡会影响性能

  1. 表锁（table lock）
    1. 表锁是 MySQL 中最基本的锁策略，并且是开销最小的策略
  2. 行级锁（row lock）
    1. 行级锁可以最大程度地支持并发处理（同时也带来了最大的开销）
    2. 行级锁只在 MySQL 的存储引擎层实现

事务

ACID 特性

  1. 原子性：一个事务必须被视为一个不可分割的最小工作单元，整个事务中的所有的操作要么全部提交成功，要么全部失败回滚
  2. 一致性：数据库总是从一个一致性的状态转换到另一个一致性的状态
  3. 隔离性：一个事务的操作对另一个事务时不可见的
  4. 持久性：事务一旦提交，所作的修改就会保存到数据库中

隔离级别

每一种级别都规定了一个事务中所作的修改，哪些在事务内和事务间可见的，哪些时不可见的。较低级别的隔离通常可以执行更高的并发，系统的开销也更低。

可以通过 SQL 改变事务的隔离级别：SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;
也可以更改配置文件，对整个数据库设置隔离级别。

四种隔离级别：

  1. READ UNCOMITTED（未提交读）：在 READ UNCOMMITTED 级别，事务中的修改，即使没有提交，对其他事务也都是可见的
  2. READ COMMITTED（提交读）：一个事务开始之前只能获取已提交事务的所做更改（事务对其他事务不可见）
  3. REPEATABLE READ（可重复读）：保证了在同一个事务中多次读取同样的记录的结果是一只的。但是理论上，可重复读隔离界别还是无法解决另外一个幻读的问题
    • 幻读：指的是当某个事务在读取某个范围的内数的记录时，另外一个事务又在该范围内插入了新的记录，当之前的事务再次读取该范围内的记录时，另外一个事务又在该范围内插入了新的记录
  4. SERIALIZABLE（可串行化）：这种隔离级别是最高的；通过强制事务串行执行，避免了幻读的问题；SERIALIZABLE 会在读取的每一行数据上都加锁，所以可能导致大量的超时和锁争用的问题

死锁

指的是两个或者多个事务在同一资源上相互占用，并请求锁定对方占用的资源，从而导致恶性循环的现象

事务日志

可以帮助提高事务的效率

MySQL 中的事务

MySQL 提供两中事型的存储引擎： InnoDB 和 NDB Clister

自动提交（AUTOCOMMIT）：

查询自动提交的命令：SHOW ARIABLES LIKE ‘AUTOCOMMIT’;
设置 AUTOCOMMIT : SET AUTOCOMMIT=1;
1 或者 ON 表示启用，0 或者 OFF 表示禁用。

  1. MySQL 默认采用了自动提交模式
  2. 当 AUTOCOMMIT 被禁用时，需采用显式的方式进行提交（COMMIT）或者回滚（ROLLBACK）
显示和隐式锁定
  1. 显示锁定——在执行 SQL 时加入 LOCK TABLES 或者UNLOCK TABLES 进行锁定和释放（不推荐）
  2. 隐式锁定——在事务执行过程中，随时都可以执行锁定，锁只有在 COMMIT 或 ROLLBACK 时才会释放，并且在锁在同一时刻被释放

MVCC —— 多版本并发控制

MVCC 是通过保存数据在某个时间点的快照来实现。
在 InnoDB 存储引擎中，是通过在每行记录的后面保存两个隐藏的列来实现的。（这两个列分别存储了行的创建时间和行的过期时间（或删除时间），即为系统版本号）。

  1. 对隔离级别的支持
    1. REPEATABLE READ
      1. SELECT：InnoDB 会根据两个条件检查每行记录，符合条件才能返回查询结果
      2. INSERT：InnoDB 为新插入的记录板寸当前系统版本号作为行版本号
      3. DELETE：InnoDB 为删除的记录保存当前系统版本号作为行删除标识
      4. UPDATE：InnoDB 会插入的新纪录，保存当前系统版本号，同时保存当前系统版本号到原来的行作为删除标识
    2. READ COMMITTED
  2. 不支持的给级别
    1. READ UNCOMMITTED：因为此隔离级别总是读取最新的数据行，而不符合当前事务版本的数据据行
    2. SERIALIZABLE：因为此隔离级别会对读取行加锁

存储引擎

在文件系统中，MySQL 将每个数据库保存为数据目录下的子目录；创建表时，MySQL 会在数据库的子目录下创建一个和表名一样的 .frm 文件保存表的定义。可以使用 SQL 查询表的信息 SHOW TABLE STATUS LIKE 'TABKENAME' 。

MySQL 内置多种存储引擎，而这里只介绍两种：InnoDB 和 MyISAM

InnoDB 存储引擎

InnoDB 是 MySQL 的默认事务性存储引擎，也是最重要的，使用最广泛的存储引擎。它被设计用来处理大量的短息事务。

InnoDB 储存引擎是将数据存储在表空间中，表空间是由 InnoDB 管理的一个黑盒子，有一系列的数据文件组成。

InnoDB 采用了 MVCC 来支持高并发，并且实现四个标准的隔离级别，其默认的隔离级别是 REPEATABLE READ ，并且通过“间隙锁”策略防止出现幻读。

注：间隙锁使得 InnoDB 不仅仅锁定查询涉及的行，还会对索引中的间隙进行锁定，防止幻读的出现

MyISAM 存储引擎

MyISAM 提供了大量的特性，包括全文引擎、压缩、空间函数等，但 MyISAM 不支持事务和行级锁，而且有一个毫无疑问的缺陷就是崩溃后无法保存数据的安全恢复。

  1. 在存储方面， MyISAM 会将表存储在两个文件中，分别为数据文件和索引文件（.MYD 和 .MYI）
  2. 特性
    1. 加锁与并发：对整张表加锁，而不是针对行。读取时会对需要读到的表加共享锁，写入时则对表加排他锁。但是在表有读取查询的同时，也可以往表中插入新的记录。
    2. 修复：对于 MyISAM 表，MySQL 可以手工或者自动执行检查和修复操作，这里修复和事务恢复以及崩溃时不同的概念。执行表的修复可能会导致一些数据丢失，而且修复操作时非常慢的。
    3. 索引特性：对与长字段类型 BLOB 和 TEXT 等，可以基于其前 500 个字符创建索引。也支持全文索引。
    4. 延迟更新索引键：创建 MyISAM 表时，如果指定了 DELAY_KEY_WRITE 选项，在每次修改执行完成时，不会立刻将修改的索引数据写入磁盘，而是会写到内存中的键缓冲区，只有在清理键缓冲区或关闭表的时候才会将对应的索引写入磁盘。
  3. 压缩表——在创建表并导入数据之后，不会被修改，可以使用 myisampack 对 MyISAM 表进行压缩。因为不能被修改，如果一定要修改，则需要先解压，修改之后再压缩。压缩表可以极大的减少磁盘空间的占用，因此也可以减少磁盘 I/O ，从而提升查询性能。压缩表也支持索引，但索引只能是只读恶的。

MySQL 其他存储引擎

除了上边描述的连个存储引擎外，MySQL 还支持：

  1. Archive 引擎
  2. Blackhole 引擎
  3. CSV 引擎
  4. Memory 引擎
  5. Merge 引擎
  6. … …

这里不过多的赘述了……

最后更新： 2019年12月01日 00:00

原始链接： https://maiyikai.github.io/2019/11/11/1573376841/

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